Chất nền IC - Chiến lược kiểm tra mạch tích hợp tần số vô tuyến (RFIC)

Tương lai của các chiến lược thử nghiệm mạch tích hợp tần số vô tuyến (RFIC) là một chủ đề gây tranh cãi ngày nay. Điều này đặc biệt đúng trong thị trường tần số vô tuyến tiêu dùng và mạch tích hợp kết nối (IC), nơi sản lượng tăng và cạnh tranh gia tăng đang thay đổi cách suy nghĩ của thị trường.

Được hỗ trợ bởi điện thoại di động, máy tính bảng và các thiết bị di động khác, hầu hết các thiết bị RF đều gần với tình trạng thương mại, bao gồm thiết bị tách biệt, bộ khuếch đại công suất, mô-đun phía trước, Bluetooth, WiFi và các bộ phận chỉnh. Áp lực giá cả quá lớn đến nỗi chiến lược thiết bị cấp thấp đến tầm trung có thể quản lý được đã được điều chỉnh quá mức. Các nhà sản xuất IC đang chuẩn bị thúc đẩy khả năng thử nghiệm sản xuất "vừa đủ".

Thiết bị kiểm tra tự động tiêu chuẩn (ATE) đã đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực này trong 20 năm qua. Công nghệ RF chính thống đang dẫn đầu và nâng cao giá trị sản xuất đáng tin cậy. Thử nghiệm sản xuất chung chỉ áp dụng cho một số nhà cung cấp chip có danh mục sản phẩm bao gồm toàn bộ sản phẩm RF. Tuy nhiên, như chúng ta đã thấy, những tiến bộ trong công nghệ này đã vượt khỏi tầm kiểm soát trong những năm gần đây. Các tiêu chuẩn giao thức khác nhau, quy trình đúc khác nhau và các thị trường có sẵn hoàn toàn khác nhau mang lại một nhóm các nhà cung cấp chuyên dụng.

Chuyên môn này cung cấp đất màu mỡ cho các công ty không có wafer mới. Ví dụ, ở khu vực Châu Á Thái Bình Dương (APAC), công nghệ thiết kế IC và chuỗi cung ứng khu vực trưởng thành thúc đẩy nhu cầu thống trị thị trường địa phương. Những người tham gia này đặc biệt nhạy cảm với chi phí và muốn "mở đường máu" bằng cách áp dụng các chiến lược thử nghiệm mới. Nếu các chiến lược này tỏ ra hiệu quả, chúng sẽ mang lại lợi thế nhanh chóng đưa sản phẩm ra thị trường. Trong những năm tới, những lợi thế này có thể giúp các nhà cung cấp ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương thách thức các nhà cung cấp "blue chip" ở Mỹ và châu Âu. Tuy nhiên, vấn đề nan giải chính đối với các nhà cung cấp ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương là thử nghiệm tần số vô tuyến vẫn được coi là một bí ẩn ở hầu hết các trung tâm công nghệ châu Á. Mặc dù có nhiều người thử nghiệm địa phương hoặc truyền thống, các nhà thầu phụ địa phương của họ có các tùy chọn kiểm tra RF hạn chế. Họ tin rằng khả năng kiểm tra tần số vô tuyến của họ là "mảnh ghép cuối cùng của câu đố." Họ cần tìm một giải pháp, cho dù đó là thông qua các phương tiện chi phí thấp hoặc mở rộng cơ sở lắp đặt RF hiện tại của họ.

Những "tân binh" này ở khu vực Châu Á Thái Bình Dương không chỉ là các nhà cung cấp mạch tích hợp đang tìm kiếm các giải pháp kiểm tra tần số vô tuyến thay thế. Các nhà sản xuất IC có khả năng cạnh tranh cốt lõi trong lĩnh vực tín hiệu kỹ thuật số hoặc lai đang tích hợp ăng-ten vào thiết bị của họ. Điều này đặt ra những thách thức thử nghiệm lớn. Chuỗi cung ứng sản xuất IC cũng có cơ sở để lắp đặt các thiết bị thử nghiệm sản xuất hàng loạt có chức năng RF hạn chế. Những gì họ muốn thấy là "chỉ là một thiết bị khác" chân RF. Nhưng câu hỏi vẫn còn: Làm thế nào họ có thể xác minh chất lượng RF mà không thay đổi chiến lược sản xuất và/hoặc tăng quá nhiều chi phí thử nghiệm?

Như chúng ta đã thấy trong 20 năm qua, trong nhiều thử nghiệm hiện tại, 8.000 đô la/chân kỹ thuật số vào năm 1993 đã giảm xuống dưới 500 đô la/chân. RF có thể đạt được lợi ích kinh tế tương tự không? Các thiết bị tần số vô tuyến thương mại (COTS) có chức năng trưởng thành, chi phí tương đối thấp và dễ vận hành ở kích thước tiêu chuẩn công nghiệp.

Với những công cụ này, người ta có thể phát triển các giải pháp nhắm mục tiêu nhạy cảm về chi phí cho các chất bán dẫn RF thương mại không? Giải pháp lý tưởng là:

1. Đáp ứng yêu cầu tích hợp liền mạch chức năng RF

2. Nó là mô-đun trong tự nhiên và cung cấp nhiều tùy chọn chức năng

3. Giá trị sản xuất với độ tin cậy cao và thông lượng cao

4. Độc lập hoặc đảm nhận vai trò cấp dưới được tích hợp vào môi trường thử nghiệm hiện tại

Chúng tôi nghĩ rằng câu trả lời là có, Aeroflex có thể phát triển một giải pháp. Các phòng thí nghiệm xác minh và mô tả chất bán dẫn đã thiết lập tiền lệ. Các phòng thí nghiệm này đã sử dụng thành công các thiết bị tiêu chuẩn để xác minh và vận hành thiết bị ban đầu của họ. VME, VXI và các thiết bị độc lập đều đã thành công trong lĩnh vực thử nghiệm chất bán dẫn.

Tuy nhiên, việc tích hợp thường yêu cầu tùy chỉnh, chậm, sử dụng cáp khó xử lý và phải được thực hiện bằng tay.

Thiết bị COTS ngày nay là một thứ hoàn toàn khác. Kích thước hình thức PXI đã cách mạng hóa môi trường phòng thí nghiệm và được công nhận rộng rãi. Trong lĩnh vực RF, các công cụ mạnh mẽ như nguồn và phân tích 13 GHz, phân tích mạng vector, mô-đun cổng hai chiều khe đơn, dao động cục bộ, máy phát dạng sóng tùy ý tần số trung bình (AWG) và bộ số hóa đã trở thành phương pháp sử dụng nhấp chuột. Các công nghệ tiêu chuẩn không độc quyền khác cũng cho thấy động lực xây dựng. AXIe và PXI, trong số những người khác, bao gồm RF AWG, thiết bị điện tử chân kỹ thuật số 48 kênh, nguồn cung cấp thiết bị 12 kênh, rơle và điều khiển bảng tải, cũng như phân tích logic và giao thức, là một danh mục thiết bị đang phát triển nhanh chóng.

Nhưng điểm tới hạn của RF ATE vượt xa chức năng của thiết bị. Việc tích hợp các thành phần được thực hiện bởi một nhóm biết kiểm tra chất bán dẫn là rất quan trọng. Ngoài ra, thiết bị và cơ sở hạ tầng PXI/AXIe đã được chứng minh là có độ tin cậy tuyệt vời, bus dữ liệu/tín hiệu nhanh và kích hoạt nhiều giai đoạn có giá trị. Tất cả những lợi thế này có thể được chuyển thành các yếu tố chính của môi trường thử nghiệm sản xuất - MTBF cao, thời gian thử nghiệm nhanh và tính nhất quán của hệ thống. Bằng chứng này cho thấy 30-40% điện thoại di động trên dây chuyền sản xuất điện thoại di động chủ yếu được thử nghiệm thông qua giải pháp PXI cho hệ thống PXI RF sáng tạo của Aeroflex.

Tận dụng thành công của chúng tôi trong lĩnh vực điện thoại di động, kết hợp với việc áp dụng liên tục các kích thước PXI và AXIe, Aeroflex gần đây đã giới thiệu hai giải pháp thử nghiệm dựa trên thiết bị tiêu chuẩn công nghiệp có thể đáp ứng đầy đủ bốn yêu cầu nêu trên.

Các tính năng của hệ thống con AXRFRF:

- Chức năng RF tuyệt vời với nhiều tùy chọn dụng cụ

- Giải pháp độc lập dễ dàng tích hợp với hệ thống chính hoặc hệ thống con với phần cứng đi kèm

- Có thể sử dụng trình điều khiển phần mềm và DLL

- Công cụ điều chế phần mềm bao gồm tất cả các ứng dụng viễn thông tiêu chuẩn

Di chuyển dữ liệu nhanh không phải là nút thắt cổ chai

- Độ tin cậy cao của xưởng sản xuất, giảm chi phí hỗ trợ

- Cơ sở hạ tầng không lỗi thời có dư lượng nhiều năm

Các tính năng tần số vô tuyến dòng AX và chức năng của hệ thống kiểm tra sản xuất (PXI và AXIe):

- Sản xuất chất bán dẫn tiêu dùng RF đơn giản nhất với chi phí thấp

- Hiệu suất RF tuyệt vời và nhiều tùy chọn dụng cụ

- Thiết kế và thời gian phù hợp làm cho các công cụ có độ chính xác cao có thể

- Nhiều địa điểm, chi phí thấp, rút ngắn thời gian thử nghiệm

- Môi trường phần mềm chính dựa trên ngôn ngữ C

- Độ tin cậy cao của xưởng sản xuất, giảm chi phí hỗ trợ

- Cơ sở hạ tầng không lỗi thời có dư lượng nhiều năm

Tóm lại, sự cạnh tranh và động lực thị trường trong lĩnh vực mạch tích hợp RF tiêu dùng đã thay đổi suy nghĩ của ngành công nghiệp thử nghiệm sản phẩm RF. Chuyên môn hóa và sự đa dạng của các sản phẩm dành cho người dùng cuối mở ra cánh cửa cho sự sẵn sàng và mong muốn của các nhà cung cấp IC mới và hiện tại để biến rủi ro thành lợi thế. Họ thấy rằng thử nghiệm sản xuất đã trở thành một phương tiện để kết thúc. Họ đang thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp thử nghiệm và đo lường để đáp ứng nhu cầu của họ.